Le differenze tra vapore surriscaldato e vapore saturo

Il vapore è la fonte di calore di cui ogni lavanderia industriale ha bisogno. Ma quali sono le differenze tra vapore surriscaldato e vapore saturo? Le differenze risiedono nel loro stato termodinamico.

Vapore saturo

Il vapore saturo indica uno stato in cui sia il liquido che il gas coesistono in equilibrio a una certa pressione. In questa condizione, il liquido continuerà a evaporare mentre il gas continuerà a condensare finché i due non raggiungeranno un equilibrio dinamico. A quel punto, la temperatura e la pressione del vapore saturo saranno uguali.vaporesono fissi. Si chiamano temperatura di saturazione e pressione di saturazione. All'inizio dell'equilibrio, il vapore è vapore saturo umido. Se si continua a riscaldare, il vapore diventerà vapore saturo secco dopo che tutta l'acqua presente nel vapore saturo sarà evaporata. La temperatura del vapore durante il passaggio da vapore saturo umido a vapore saturo secco rimane la stessa. La temperatura del vapore non aumenta durante il processo di transizione da vapore saturo umido a vapore saturo secco. A pressione costante, se il vapore saturo secco viene ulteriormente riscaldato, la sua temperatura aumenta e diventa vapore surriscaldato. Il vapore surriscaldato non contiene goccioline liquide o nebbie liquide ed è un gas a tutti gli effetti.

❑ Esempio

Per dirla in modo semplice:

● A una certa pressione, l'acqua inizia a vaporizzare e, dopo essere stata riscaldata fino all'ebollizione, si trasforma gradualmente in vapore. In questo momento, la temperatura del vapore è uguale alla temperatura di saturazione. Questa temperatura è correlata alla pressione. Maggiore è la pressione, maggiore è la temperatura di saturazione. Viceversa, minore è la pressione, minore è la temperatura di saturazione. Quando la pressione è di 0,10 MPa, la temperatura di saturazione è di 99,09 °C. Quando la pressione è di 4,05 MPa, la temperatura di saturazione è di 249,18 °C. Quando la pressione è di 10,13 MPa, la sua temperatura di saturazione è di 309,53 °C.

Vapore surriscaldato

Dopo un ulteriore riscaldamento del vapore saturo, la temperatura continuerà a salire e supererà la temperatura di saturazione a questa pressione. Questo vapore, che supera la temperatura di saturazione, è chiamato vapore surriscaldato. In queste condizioni, la temperatura e la pressione del vapore non sono più costanti. All'aumentare del calore, aumentano anche queste grandezze. Il vapore surriscaldato possiede una maggiore energia termica e una maggiore capacità termica.

❑ Svantaggio

Tuttavia, nell'uso pratico, l'utilizzo di vapore surriscaldato per il riscaldamento risulta relativamente inefficiente. Questo perché il vapore surriscaldato deve essere raffreddato alla temperatura di saturazione per liberare l'entalpia di evaporazione. Il calore rilasciato dal raffreddamento del vapore surriscaldato alla temperatura di saturazione è molto piccolo rispetto all'entalpia di evaporazione.

● Se il surriscaldamento del vapore è molto basso, questa piccola parte di calore viene rilasciata con relativa facilità. Tuttavia, quando il surriscaldamento è molto elevato, il tempo di raffreddamento è molto più lungo. Durante questo periodo, solo una piccolissima quantità di calore può essere rilasciata.

Nelle apparecchiature di scambio termico reali, l'utilizzo di vapore surriscaldato provoca la formazione di una parete asciutta all'interno dell'apparecchiatura stessa. Questa zona si incrosta rapidamente, causando il surriscaldamento della parete del tubo e portando alla sua rottura. Pertanto, sebbene la temperatura del vapore surriscaldato alla stessa pressione sia superiore a quella del vapore saturo, la sua capacità termica è inferiore a quella del vapore saturo.

Conclusione

Nella produzione vera e propria, se gli impianti di lavanderia desiderano utilizzare il vapore surriscaldato ad alta temperatura e alta pressione prodotto dalla centrale elettrica, il vapore deve prima passare attraverso un sistema di stazioni di desurriscaldamento e riduzione della pressione per convertirlo in vapore saturo prima di poter essere utilizzato. Il vapore surriscaldato può rilasciare il suo calore latente più utile solo quando viene raffreddato allo stato saturo.